基于CFD分析的某轻型卡车发动机舱热保护研究
2021-03-13周荣良毛洪海严江闫伟
内燃机与动力装置 2021年1期
周荣良,毛洪海,严江,闫伟
1.山东大学 能源与动力工程学院,山东 济南 250061;2.潍柴动力股份有限公司,山东 潍坊 261001
0 引言
随着轻型卡车集成化程度不断提高,卡车发动机舱的布置越来越紧凑。由于零部件之间的距离越来越小,轻型卡车关键零部件(特别是蓄电池与线束)在运行时受发热部件热辐射与热空气流动的影响,容易高温失效甚至自燃。因此,确定热害潜在风险点以及提出相关预防方案成为目前轻卡行业重要研究课题之一。发动机舱的构造复杂,对其温度场的模拟仿真难度较大,国内外许多学者对此进行了大量研究。Nobel等[1]采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)对汽车发动机舱进行了三维热管理仿真分析,改进了发动机舱与底盘的散热性能。Kumar等[2]基于流体网格建模和CFD对发动机舱的流场和温度场进行模拟仿真,经比较实际测量结果,吻合较好;采用这种混合建模方法,可以大大缩短发动机舱下热管理的分析和设计周期。刘铁军[3]采用CFD模拟了排气歧管热辐射对温度场的影响,通过使用隔热罩有效控制了排气歧管的热辐射,降低周边零部件的表面温度。
CFD具有成本低、效率高且结果易于分析等优点,可用于试验前的定性指导[4]。本文中基于Hypermesh软件建立某轻型卡车的整车网格模型,利用STAR-CCM+有限元分析软件对该模型进行仿真分析。1)进行某轻型卡车热浸状态(车辆驻停,发动机继续运行,散热风扇不工作)、发动机最大扭矩(发动机转速为1300 r/min)2种工况下没有隔热罩时的热害仿真计算,根据仿真结果对发动机舱的温度场进行分析,找出热害潜在风险点并提出预防方案;……
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